钢管混凝土拱桥实例——巫山桥
巫峡长江大桥主拱圈施工方案ppt课件
19
示意图
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XKO+738.206
挡土板
81°
岩锚
45x45
侧面
I 锚头
扣索
正式扣索预留孔 临时扣索预留孔
286.83 预留泄水孔 岩锚
桩 D250
I
锚杆（12x9φ15.24钢绞线） 横隔板
I-I
扣锚布置示意图
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扣 塔 平 衡 索
地 锚 扣塔平衡索
扣 塔 平 衡 索 桥 台
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合龙后的拱肋图
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主拱肋抗风索系统
• 巫山长江大桥拱肋节段为单肋安装，待同 一岸上、下游同一节段安装就位的，紧接 着安装节段间连接横撑，即完成一个双肋 节段单元。其横向稳定措施：单肋节段安 装就位后，用抗风索保证横向稳定；一个 双肋节段单元形成后，结构本身即可保证 其横向稳定。
锚头 岩锚锚索
19.216
主索
317.128 桩 D200
侧面
挡土板
岩锚 钢筋砼
桩 D200
I-I
吊锚布置示意图
XKO+779.235
吊 锚 锚 碇 用 桩 锚 并 加 设 岩 锚
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通过减小起重索或牵引索在其转线 点间的距离，从而减小吊点（吊具）
的配重
承索器结构示意图
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主拱圈钢管内砼灌注程序
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灌注管内砼各阶段扣索张拉力表
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巫山长江大桥
3.拱肋节段接头设计
成功地设计了力学和施工性能优良的内法兰拱肋接头。这 种接头既保证了连接牢靠、施工方便，又保证了拱肋优美 外形和管内混凝土灌注通畅。
扣索张拉端锚固系统
承索器构造图
安装天线跑车及承索器
吊、扣塔合一共体安装
吊塔铰支于扣塔上，大大节约了钢构件，并减少了两者 之间的干扰。在最大吊重时，吊塔的最大偏位21cm， 相应的扣塔偏位只有2cm。
吊、扣塔合一
吊 装 过 程 中
桩锚和岩锚结合的复合式锚碇技术
500
910
100110 190
4.吊杆设计
吊杆采用109φ7mm预应力环氧喷涂钢丝，且在吊杆与 横梁接头处设置防水钢板，以确保使用寿命。
5.短吊杆纵向限位装置
在短吊杆处首次采用了纵向限位装置，改善了短吊杆的受 力、延长了使用寿命。
三、施工关键技术
1. 提出了大跨径钢管混凝土无支架吊装斜拉 扣挂工法。
首次采用了两项专利 ★ 可调索低应力夹片锚固系统 ★ 主动式承索器——大大减小了牵引索与起重 索的跨间垂度，从而减小了吊点的配重。
管内混凝土有初始应力对整个试件极限承载力有较大的 提高，较普通钢管混凝土提高18％；仅钢管有初始应力 对整个钢管混凝土结构极限承载力提高无明显作用。
钢管混凝土承载能力试验
五、结 语
巫山长江大桥是世界上最大跨径的钢管混凝土拱 桥，其设计、施工关键技术解决了大跨度钢管混 凝土拱桥急需解决的技术难题。其研究成果已应 用于中国近期建设的大跨钢管混凝土拱桥中（四 川省宜宾戎州大桥、大宁河新龙门大桥等），为 今后同类桥梁的修建奠定了技术基础。
各类桥梁图片——拱桥1
红星桥位于湖南省酃县至郴县上，公路通过该线接上106国 道线。该桥跨越深谷，桥高达65m，主拱跨径108.45m，副拱 跨径分别为24.5m、9m及7m，全长155.8m，桥宽8.2m。
马鸣溪金沙江大桥位于四川省宜宾市，跨越金沙江，该桥是 中国采用缆索吊装施工、跨径最大的钢筋混凝土箱形拱。主 孔150m，引道65m，全长245m。桥面为净7+2x1.5(m)人行道。 主拱圈箱高2.0m，箱宽7.60m，矢跨比1/7，全拱圈横向分5 个箱室（预制组合薄腹单室箱）；纵向分5段预制，缆索吊 装就位后再组合整体箱，最大吊重700kN。
丰都九溪沟桥位于四川省丰都县九溪沟，跨径为116m，建成 时是世界上跨径最大的石拱桥，保持记录18年之久。桥面为 净7+2x0.25(m)。主拱圈为变截面悬链线，拱顶厚1.6m，拱 脚厚2.25m，拱矢度1/8。施工方法是在脚手架上分圈砌筑。 于1972年建成。
乌巢河桥位于湖南省凤凰县沱江源头的乌巢河峡谷的县道 上。 乌巢河大桥全长241m，该桥因地制宜，就地取材， 综合应用和发展了中国近20多年来建设石拱桥的经验，建 成桥宽8m、主跨为120m的双肋石拱桥，腹拱为9孔13m，南 岸引桥3孔13m，北岸引桥1孔15m。主拱圈由两条分离式矩 形石肋和8条钢筋混凝土横系梁组成。 该桥是目前世界上 最大跨径石拱桥记录的保持者。于1990年建成通车。
江苏苏州宝带桥
中国古典园林中亦常见石拱桥，既起交通引路作用，更与园 林景色有机结合，或是主景，或是衬景。如扬州瘦西湖中的 五亭桥，又名莲花桥，就是佳作。
颐和园17孔桥
安徽风鸣湖十七孔桥
浙江泰顺县的泗溪溪东桥（图11）。桥长41.7m，跨径 25.7m，矢高5.85m,桥宽4.86m。桥上建有美丽的廊屋， 为了保护木料，两侧钉有蓑衣式木板。桥始建于明· 隆庆 四年（公元1570年）。
钢管混凝土拱桥(全)
第一章钢管混凝土拱桥第一节钢管混凝土拱桥发展概况第二节钢管混凝土拱桥结构简介一、结构基本类型第三节钢管混凝土拱桥施工技术简介一、钢管拱肋制作第二章四川旺苍东河大桥第一节概况第二节主桥结构与构造第三节施工简介第四节四川旺苍东河大桥的历史地位第三章广州丫髻沙大桥第一节概况第二节主桥设计要点第三节基础、承台的施工与钢结构制造㈠基础与承台的施工桥址基岩岩性组合复杂，风化层厚，弱风化岩面起伏很大。
承台下采用φ3.Om等大直径嵌岩灌注桩，为了保证施工质量，以桩长、桩底墓岩岩性双控桩底标高，对少数成孔困难的桩，根据具体情况分别采用旋喷桩、冷冻法做防水处理。
承台及拱座均为大体积混凝土，施工时采取了以下措施以控制温度变形裂缝：1.在承台及拱座内设置多层冷却水管，施工时进水管口、出水管口温度差控制在15-20℃；2.选用矿渣水泥，掺加适量的粉煤灰、减水剂、缓凝剂；3.采用分层、分块法施工，并设置一定的温度筋；4.委托有经验的科研单位进行温度监控。
㈡钢结构制造1.工艺制作思路根据大桥钢结构的结构特点和运输要求，将其分成若干片体在工厂车间内制作，在组合场地组成拱肋节段，最后在工地组拼(或吊装)半拱，使之具备转体条件，其特点就是以中间产品为导向，便于全面铺开制造，力图提高加工制作精度和生产效率。
⑴制作流程制作流程见图8-15。
⑵制作工艺的设计原则①根据结构特点和吊装要求进行节段的划分丫髻沙大桥钢管拱肋为六弦管，在现场将空间的六根曲线φ750mm钢管同时对接好，且要控制对口错边在2mm以下，由于采用转体工艺安装拱肋，可采用大分段吊装，桥位现场离制作场地约lkm，采用水路运输没有什么困难，又因有120t船台吊机多部，因此，拱肋节段以不大于 120t进行划分。
此外，由于该桥的技术规定对钢管的卷制要求卷管方向应与钢板压延方向一致，经过多方案比较后采用最大3800mm管节的排板方案，单片主拱肋分为18个节段和一个跨中合龙管节，节段的最大质量约为105t，节段长度在25m以下。
第七章 拱桥
（3）排水与防水层
图7-49 拱桥桥面排水装置
图7-50 防水层与拱腹泄水管的设置
防水层在全桥范围内不宜断开。 （4）拱桥中铰的设置
1）按两铰拱或三铰拱设计的主拱圈。 2）按构造要求需采用两铰拱或三铰拱的腹拱圈。 3）需设置铰的矮小腹孔墩。
图7-51 拱桥中铰的设置
图7-13 有推力的组合体系拱
（2）按主拱圈截面形式分类
图7-14 主拱圈截面变化形式
1）板拱 3）双曲拱
2）肋拱 4）箱形拱
图7-15 主拱圈截面形式
跨径为116m，建成时是世界上跨径最大的石拱桥
图7-16 四川九溪沟桥
图7-17 流溪桥
图7-18 兰江桥
图7-19 红旗桥横截面
（3）拱桥的其它分类
图7-41 梁式腹孔拱上建筑
②连续腹孔
③框架腹孔
图7-41 梁式腹孔拱上建筑
图7-42 梁式腹孔拱桥
2）腹孔墩 ①横墙式
②立柱式
图7-43 腹孔墩
宝图7珠-44寺桥宝珠寺桥
7.4.3 其它细部构造
(1)拱上填料、桥面及人行道
一般情况下，主拱圈 及腹拱圈的拱顶填料厚度 （包括桥面厚度）不宜小 于30cm。
（7）拱桥一般都采用有支架施工的方法修建，随 着跨径和桥高的增大，支架或其它辅助设备的费用 也大大增加，从而增加了拱桥的总造价。
（8）由于拱桥水平推力大，在连续多孔的大中桥 梁中，为防止一孔破坏而影响全桥的安全，需要采 用较复杂的措施，也会增加造价。
（9）与梁式桥相比，上承式拱桥的建筑高度较高， 易造成增大造价或对行车不利的影响。
图7-4 重庆巫山长江大桥
2009年，主跨552m，世界上跨径最大的系杆拱桥 。
巫山长江大桥.
桩 D200
桩锚加岩锚
3、弄清了钢管混凝土徐变规律，首次提出了用考虑钢管约束的徐
变系数，来替代砼的徐变系数进行徐变分析的理论。 提出用组合截面法来模拟钢管混凝土单元，得到了钢管与混凝 土应力重分布公式：
(t , 0 )
Es 考虑约束的 [1 (1 )k ] 徐变系数 Ec
c k 0 (t , 0 ) c 1 k c ( ) s
巫山长江公路大桥特大跨钢管 混凝土拱桥设计施工技术研究
主持单位： 重庆交通大学 参与单位： 四川省交通厅公路规划勘察设计研究院
重庆市巫山县交通局 四川公路桥梁建设集团有限公司
西南交通大学
一、立项背景与总体思路
巫山长江大桥是一座460米，一跨跨过巫峡口的中承式钢 管混凝土拱桥。其钢管管径达到1.22米，吊装重量达到 180t，总投资1.96亿元。是世界上同类桥梁中,跨径和钢 管直径最大, 吊重最重,造价最经济的桥梁。
施工控制计算模型
索力优化公式
以上研究成果于200５年12月2９日通 过重庆市科委组织的以郑皆连院士﹑陈 宝春教授等专家的鉴定，成果水平在总
体上达到国际领先水平。
三、经济社会效益
1. 巫山长江大桥的建成创造了世界同类型桥梁的五个世界第 一：跨径最大、主拱管径最大、吊装重量最重、吊塔距离最 远、吊装高度最高。 2. 突破了巫山交通瓶颈，发展了巫山的旅游大经济和地区大 交通，对安置库区大移民和改善投资大环境具有不可低估 的作用。 3. 研究成果的应用产生显著的经济效益，节约资金2805.02万， 新增生产能力1580万元/年。
在2006年全国交通工作会议上，李盛霖部长指出， “十五”期间，建成了润杨长江大桥、南京长江 二桥、巫山长江大桥等一批技术难度大、科技含 量高的世界级公路桥梁。我国公路桥梁建设技术 水平跻身世界先进行列。 交通部凤懋润总工指出：我国拱桥具有世界水平， 而巫山长江大础上： 对巫山长江大桥进行了结构体系优化： 首次提出了内法兰拱肋接头； 首次在短吊杆处设计了纵向限位装置。
重庆市巫峡长江公路大桥施工方案概述
1.1 桥位及结构形式重庆巫峡长江公路大桥工程项目分为主桥和引道工程两部分，其主桥处于三峡风景区，桥址位于长江巫峡入口处，设计为中承式钢管砼双肋拱桥，主跨净跨为460m，位居同类型桥梁世界第一，全桥跨径组合为6×12m（引桥）+492m（主跨）+3×12m（引桥）。
引桥为预应力砼连续梁（南岸异形梁为钢筋砼简支架）；桥面为预应力砼π形连续梁；全桥吊杆和立柱间距为12.0m，吊杆、立柱及引桥墩盖梁均设计为预应力砼横梁，桥面与拱肋交汇处横梁为组合截面梁，设计总体布置如下：图1.1 巫峡长江大桥设计总体布置图1.2 工程规模及建设工期巫峡长江公路大桥由主桥和两岸引桥构成，其主桥为一跨净跨460m钢管砼双肋拱桥；南岸引桥6×12m预应力砼连续梁，北岸为3×12m预应力砼连续梁，全桥共计50个小孔，总长612.2m；桥面净宽15m+2×1.5m（人行道）+2×0.5m（栏杆），全桥工程量为：基础挖石方：22787m3；结构砼：38669 m3；结构钢筋：1598T；预应钢材：500T；钢管钢1.3 桥位处地质、水文、航运、气象状况1.3.1工程地质状况大桥桥位处，地貌上处于构造剥蚀侵蚀低山地貌单元内，因长江河谷深切，地形上构成不对称的“V”字型峡谷，谷坡南缓北陡，桥址区南岸斜坡总体坡向1500，坡度300-450间，局部稍陡。
北岸地形坡度较陡，拆线斜坡，上陡下缓。
紧邻岸边陡崖，坡度800-850。
桥位区构造上位于大巴山弧形构造，川东褶带及川鄂黔隆起褶带的交汇部，次段构造受横石溪箱形背斜控制，位于其北西翼，岩性南岸为T1j2龙岩及白云质灰岩地层，北岸为Tj3灰岩地层。
因长江的切割，桥位处岸坡岩体应力释放，产生卸载回弹，常使层面及构造裂隙，产生宽张，使部分地表块体产生松动，桥位区地层简单，第四系不发育，基岩裸露，完整岩体地基容许承载均大于2.0Mpa。
中承式钢管混凝土拱桥
1997年建成的重庆万州长江大桥，跨度为420m，最大跨度混 凝土箱形截面拱桥，以钢管混凝土肢管为劲性骨架
对于钢管混凝土拱桥，混凝土徐变会对结构产生 影响：
1）引起拱轴线的变形，降低拱的稳定和使用性 能；
2）在截面上产生应力重分布、在超静定结构中 产生内力重分布，或使混凝土产生局部应力；
基于已有试验研究，得到主要结果如下： 1) 钢管混凝土的徐变早期发展很快，60天后曲线减缓，一年
后几乎停止。 2) 一般认为徐变将会降低钢管混凝土的承载力。 3) 钢管混凝土的含钢率、应力级别、加载龄期等都会对徐变
产生影响。
2.2 钢管混凝土徐变的理论研究
徐变计算理论主要有有效模量法、老化理论、弹性徐变理 论、继效流动理论以及B3模型法。
115 100 120 80 135 140 200 108 160 114 256 160 80.5 80 150 120 100 136
桥名
四川高谷乌江大桥 天津彩虹桥
福建福安群益大桥 广西三岸邕江大桥
贵州落脚河大桥 广西六景郁江大桥
浙江铜瓦门大桥 重庆奉节梅溪河桥 广东广州丫髻沙大桥 湖北武汉汉江三桥 浙江三门健跳大桥 水柏铁路北盘江大桥 湖北恩施南泥渡大桥 重庆合川嘉陵江大桥 浙江淳安县南浦大桥 辽宁丹东月亮岛大桥 广西南宁永和大桥 广东东莞水道大桥
6）1993年王湛共进行了3组6个钢管混凝土试件的徐变试 验，得出了钢管混凝土的徐变曲线；
7）韩林海在2001年进行了矩形截面钢管混凝土轴心受压 构件变形和承载力的试验研究，提出了考虑长期荷载作用 影响时矩形钢管混凝土轴心受压柱承载力的简化计算公式。
目前国内外进行的钢管混凝土徐变试验中，共有58个 轴压试件和22个偏压试件。在这些试验中，徐变的影响因 素考虑得并不全面，试验手段也有待于提高。
重庆市巫山县溪沟大桥缆索吊装施工测量与监控
重庆市巫山县溪沟大桥缆索吊装施工测量与监控摘要：重庆市巫山县溪沟大桥是一座主跨为55m的上承式钢筋混凝土拱桥，采用缆索吊装施工方法修建而成。
本文以溪沟大桥为依托，介绍了缆索吊装施工方法的要点及监控措施，在类似跨径的钢筋混凝土拱桥缆索吊装施工中可以借鉴。
缆索吊装技术由于具有跨越能力强，施工方便灵活，适应广等优点，如今在桥梁施工过程中已经被大量应用，尤其是在修建山间、河谷的拱桥中更能显示这种施工工艺的优越性[1-2]。
本文以重庆市巫山县溪沟大桥为依托，介绍了缆索吊装施工测量与监控的主要内容、方式以及措施。
大桥概况重庆市巫山县溪沟大桥是一座主跨为55m的上承式钢筋混凝土拱桥。
桥梁全长80m，桥面宽8m，跨越溪沟。
河岸陡峭，为典型的U型河谷。
主桥上部结构采用钢筋混凝土等截面悬链线箱形板拱，主跨计算跨径55m，矢跨比1/4，拱轴系数m=2.24。
主拱圈拱箱高1.8m，顶板宽度7.6m，底板宽度7.46m。
拱上采用垫梁、双柱式排架和悬臂盖梁来支承桥面结构，主拱上桥面板为8m跨径钢筋混凝土简支空心板。
大桥总体布置见图1。
图1溪沟大桥总体布置图缆索吊装施工要点施工监控主要内容（1）线形监控溪沟大桥为钢筋混凝土拱桥，采用预制吊装施工，标高控制结果应满足主拱圈以及拱上立柱的高程误差在合理范围以内，轴线偏移控制结果应满足主拱圈的横向偏移误差在合理范围以内。
立柱标高根据拱上立柱、桥道板、桥面铺装、混凝土长期徐变、收缩变形以及车辆荷载引起的主拱圈变形来控制，并考虑立柱自身变形影响。
施工期间应根据裸拱状态下的实际标高向施工方提供拱上立柱立模标高，并使立柱施工完毕后进行测量和校对。
（2）应力监控反应大桥施工过程中受力的因素主要是主拱截面内力（或应力），本次监控对象为混凝土主拱圈的上、下缘应力。
施工方法及顺序溪沟大桥拱箱采用无支架缆索吊装法施工，桥道系采用预制安装。
其中，每个拱箱分3段对称吊装，全拱共15个吊装节段。
施工顺序如下：施工桥墩、拱座；架设缆索吊装系统。
钢管混凝土拱桥
主要内容
一、钢管混凝土拱桥概述 二、钢管混凝土拱桥的基本组成、各部构
造 三、钢管砼拱肋构件的节点与连接 四、钢管混凝土拱桥病理及改造实例
一、钢管混凝土拱桥概述
1、钢管混凝土工作的基本原理 钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成
的构件 。钢管混凝土的原理可类比于螺旋配筋的 钢筋混凝土柱来比拟：核心混凝土在密集的螺旋 筋的作用下处于三向受压状态，因而使得核心混 凝土的抗压强度明显提高 。由于钢管对混凝土的 紧箍力作用，大大提高管内混凝土的承载力，反 之，混凝土对钢管的约束作用，提高了钢管抗失 稳的能力，二者结合是完美的 。 ✓ 借助内填砼增强钢管壁的稳定性； ✓ 借助钢管对核心砼的套箍作用提高砼强度
（4）形成钢管混凝土拱桥
钢管混凝土截面形成过程
• 1. 混凝土未凝固
2. 上弦杆混凝土凝固 3. 上、下弦杆混凝土凝固 施工中拱肋截面形成过程
•四肢管分两批灌注，首先，同时灌注两根上弦管；在上弦管混凝 土达到设计强度，上弦管形成钢管混凝土截面以后，再同时灌注 两根下弦管。上下游同时进行。钢管混凝土截面分二次形成。在 灌注上弦管混凝土时，所有自重由空钢管混凝土承担（图1）；在 浇筑下弦管内混凝土，新浇筑的混凝土重量由形成的一期钢管混 凝土截面承受（图2）。待下弦管内混凝土也达到强度后，形成最
2、钢管混凝土的优点 （1）构件承载力大大提高 （2）具有良好的塑性和韧性 （3）结构自重和造价均有降低 （4）施工简单、缩短工期 （5）防腐、防火性能好 （6）结构造型美观
特别适合于修建拱桥: 拱为压弯构件，钢管砼以受压为主； 拱桥施工问题 3、钢管砼的主要缺点
（1）钢管的接头连接存在的缺陷
（2）钢管内灌注砼的密实度问题
钢管材料：16Mn钢、15Mn、或A3钢； 可采用无缝钢管，也可采用钢板卷制而成， 钢板厚度不宜小于12mm。
钢管混凝土拱桥设计
目录摘要 (I)Abstrac ............................................................................................................................................................ I I1.引言 (1)2.设计资料与技术标准 (2)2.1技术标准 (2)2.2设计规范 (2)3.结构初步设计 (3)3.1 结构总体布置拟定 (3)3.1.1 拱肋 (3)3.1.2 横向联系 (3)3.1.3 立柱 (4)3.1.4 悬挂结构 (4)3.1.4.1 吊杆 (4)3.1.4.2 桥面系 (4)3.1.4.3横梁 (5)3.1.4.4加劲纵梁 (5)3.1.4.5桥面板 (5)3.2 截面尺寸拟定 (6)3.2.1拱肋 (6)3.2.2立柱 (7)3.2.3吊杆 (7)3.2.4横梁 (7)3.2.5加劲纵梁 (8)3.2.6桥面板 (8)4.结构计算 (9)4.1建立坐标系 (9)4.1.1单元划分 (9)4.1.2单元材料特性 (12)4.1.2.1主拱圈 (12)4.1.2.2吊杆单元 (12)4.1.2.3横梁、立柱、加劲纵梁、桥面板 (13)4.1.3结构边界条件 (13)4.1.4生成模型 (14)4.2内力计算 (14)4.2.1 恒载内力计算 (14)4.2.2活载内力计算 (15)4.2.3 荷载效应组合 (18)4.3应力输出 (20)4.3.1各施工阶段关键截面应力 (20)4.3.2使用极限状态各工况关键截面应力 (21)4.4位移输出 (21)4.4.1施工阶段关键节点计算累计竖向位移 (21)4.4.2使用阶段关键节点竖向位移 (22)4.5支承反力 (22)4.5.1施工阶段支承反力 (22)4.5.2使用阶段支承反力 (22)4.5吊杆初张力 (23)5.主拱验算 (24)5.1拱圈承载力验算 (24)5.2 拱肋整体稳定性验算 (25)5.2.1纵向稳定性验算 (25)5.2.2横向稳定性验算 (26)5.3主拱圈变形验算 (26)5.3.1正常使用极限状态验算 (26)5.3.1.1长期效应组合挠度验算 (26)5.3.1.2短期效应组合挠度验算 (27)5.3.2短暂状况验算 (27)5.4主拱圈应力验算 (27)5.4.1持久状况验算 (27)5.4.1短暂状况验算 (28)6.吊杆复核 (29)7.加劲纵梁分析 (31)7．1 计算结果 (31)7．4．1承载能力极限状态验算 (32)7．4．2加劲纵梁正常使用极限状态应力验算 (33)8.横梁分析 (36)8．1计算模型 (36)8．2横梁计算 (36)8．3横梁验算 (37)8.3.1施工阶段应力验算 (37)8.3.2持久状况下正常使用极限状态抗裂验算 (37)8.3.3长期效应组合 (38)8.3.3正常使用极限状态应力验算 (39)8.3.4承载能力极限状态强度验算 (40)9.桥面板分析 (42)9.1施工阶段应力验算 (42)9.2正常使用极限状态抗裂验算 (42)9.2.1短期效应组合 (42)9.2.2长期效应组合 (43)9.3正常使用极限状态应力验算 (44)9.4正常使用极限状态挠度验算 (45)9.5承载能力极限状态强度验算 (45)结束语 (47)参考文献 (49)致谢 (50)摘要钢管混凝土拱桥由于具有承载力高、塑性和韧性好、施工方便、经济效果好和地基适应性强等优点，是发展前景广阔的一种组合桥梁结构。
巫峡长江大桥施工技术
扣索专用锚具由锚头和锚环组成。锚 头上根据设计钻有能穿过扣索钢绞线 的孔，过孔的所有钢绞线由P型锚锁 住端头，扣索固定端安装时，将锚头 穿过反力梁的相应孔道后，将锚环 （内丝口）旋入锚头（外丝口）并使 锚头外露三丝即可。
（6）张拉端锚固体系非常规设置
钢绞线扣索受力在0.08Rby-0.42Rby之间， 属于典型的低应力状态，张拉端可靠锚固 是一大难题。我们为此开发出了低应力夹 片锚固体系。其创新点在于用特制压板由 外力压住夹片，然后拧紧压紧螺栓，使钢 绞线处于低应力时，达到防止夹片松出的 目的，同时放、张方便。本体系已申报国 家专利，申请号： 03234873. 8。
扣塔上弧形索鞍位置示意图
（2）扣锚采用桩锚加岩锚作为安全储备
该创新设计方法，解决了桩锚前端土体 抗力不足的问题。考虑到桩上的承台的 前墙上承受扣索的张力共2×12500KN。 前墙既受弯，也有上拨力，因此，前墙 设水平预应力束8束，竖向设预应束4束， 每一侧布置12束9φj15.24的岩锚，方向与 扣索尾索方向平行(见下图)。经观测，在 使用过程中发生的位移＜1mm。
其主要特点是单根索破断拉力大 （≥2450KN），厂家是应我方需要首 次生产（见下图所示）。无使用经验 资料可供借鉴，经咨询有关专家和现 场的反复试验，我们确定承重主索的 受力安全系数≮3，钢绳的连接采用特 殊的索夹，间距为40cm。
（7）设置主动式承索器
其目的是减小起重索或牵引索在其转线 点间的距离，从而减小吊点（吊具）的 配重。承索器挂于主索上，托起组主索 下的2根起重索和2根牵引绳，承索器间 相互用Φ19.5钢索相连，进入一台50 KN 的卷扬机形成循环线，开动卷扬机，主 动控制承索器的最佳位置，如下图所示。
巫山长江大桥钢管拱肋节段无支架缆索吊装 --扣索斜拉扣定系统布置示意图
钢管混凝土拱桥的发展概述
钢管混凝土拱桥的发展概述王静思【期刊名称】《交通世界（建养机械）》【年(卷),期】2012(000)004【总页数】2页(P252-253)【作者】王静思【作者单位】河北省交通职业技术学校【正文语种】中文钢管混凝土结构是由混凝土填入薄壁钢管内而形成的一种组合结构，其基本原理是借助钢管对核心混凝土的套箍约束作用，使核心混凝土处于三向受压状态，从而使核心混凝土具有更高的抗压强度和更强的塑性变形能力。
钢管混凝土除具有强度高、重量轻、延性好、耐疲劳、耐冲击等优越的力学性能外，还具有省工省科、架设轻便、施工快速等优越的施工性能。
钢管混凝土结构问世之后，除了在20世纪30年代，法国和苏联曾将这种抗压性能优越的结构运用到拱式体系桥梁中，此后的相当长时间里，世界范围内再也没有修建这种类型的拱式桥梁。
直至20世纪90年代，随着我国钢管混凝土结构研究水平的提高以及一些设计规范的颁布，钢管混凝土结构便在拱式体系桥梁中得到了迅速的应用、推广。
采用钢管混凝土结构来修建拱桥具有相当多的优势：钢管混凝土结构最适用于轴心受压构件。
而在公路和城市拱式体系的桥梁中，我们可以选择合理的拱轴线，使得拱肋所承受弯矩很小，可以充分发挥钢管混凝土抗压承载力高的优势，从而节省材料。
钢管混凝土结构架设方便，施工快捷，综合经济效益高。
修建钢管混凝土拱桥时，可以先通过缆索吊装法或转体施工法完成空钢管拱肋的架设，再以此为支架完成管内混凝土的浇注和桥面系的吊装。
这样由于空钢管自重小，运输和安装十分方便，而且节省施工费用，同时也促进了拱桥向更大跨度的发展，使长期以来钢筋混凝拱桥无法突破200 m的现象成为历史。
和过去常用的钢筋混凝土拱桥相比，不存在混凝土开裂的问题。
1991年5月我国第一座采用钢管混凝土拱肋的拱桥—一四川旺苍东河大桥建成通车，为净跨115 m的下承式拱桥。
该桥的建成具有深远意义，揭开了我国大规模修建钢管混凝土拱桥的序幕。
自此以后，钢管混凝土拱桥在我国公路和城市桥梁中发展迅猛，据不完全统计，到2007年年底，我国己建和在建的钢管混凝土拱桥己达200余座，其中跨度大于100 m的有50余座，跨径大于200 m的有20余座，跨径大于300 m的有接近10余座。
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设计
一、工程概况 巫山长江大桥是一座跨径460米，一跨跨 过巫峡口的中承式钢管混凝土拱桥。其钢管 管径达到1.22米，吊装重量达到180t，总投资 1.96亿元。是世界上同类桥梁中,跨径和钢管 直径最大, 吊重最重,造价最经济的桥梁。
二、设计 （一）大跨钢管砼拱桥结构构造的创新设
（4）吊装系统设计 缆索吊装将扣挂系统和吊装系铰接合一，因吊塔变位
大，扣塔要求变位小，为不相互影响，吊塔铰支于扣塔顶 端，且限制铰传递的水平分力，以控制扣塔顶的变位。
4、拱圈安装接头构造设计
为了便于拱肋悬拼时调整轴线，拱顶合龙前，拱脚 处设置了竖转铰.
为了控制拱肋线形及合龙温度影响，拱顶合龙接头 设计了瞬时合龙接头.
段为单肋安装，待上、下游同岸同一节段吊装就位后， 安装节段内平面连接横撑，即形成一个双肋节段单元。
5、钢管砼灌注方案设计 （1）钢管内砼接力灌注 采用C60高强补偿收缩砼，以泵压法自拱脚向拱顶
按设计的压注顺序，按三级接力灌注钢管内砼。
（2）灌注中扣索索力调整值 根据钢管内砼灌注的不同阶段张拉扣索索力，
3、主拱圈截面构造形式设计 主拱圈截面由
两肋组成，每肋 由四根钢管构成 组合矩形截面柱； 平面上每肋两根 钢管由平行腹杆 钢管联接，纵面 上每肋两根钢管
两肋间的横撑桥面以下为 “米”字撑，桥面以上为“k”形撑， 加强了肋间横向联系，确保了全 桥横向稳定。
主拱圈节点处受力肢管最多为 三根，一般为两根，且肢管与主 管的夹角一般在50°左右。肢管 与肢管之间的焊缝间距均大于50 毫米。
端吊杆处，设置纵向撑，并在横撑及端吊杆处的横梁上设置 滑板支座，这样既满足了桥道梁的自由伸缩，又限制短吊杆 的大应变。
9、拱座构造设计
（1）对不稳定的危岩块体进行卸载清除； （2）采用多层水平台阶和带一对垂直撑的拱座方案； （3）采用较完善的锚杆及圬工砌体对两案进行防护； （4）分离式的钢筋砼拱座，横向分别设三道钢筋砼横撑。
计 1、桥位、桥型、孔跨方案设计 通过“工可”三个桥位方案论证，经 过地质、地形条件、区域交通网、工程总 体造价的综合比较，并经过“工可”、 “初设”反复论证，推荐采用了现建桥的
巫峡口桥位。
“工可”七种桥型方案比选，从工程造价、与地形匹配、 景观等方面考虑，采用大跨钢管砼拱桥方案。
针对400米上承式和净跨460米中承式钢管砼拱桥比较，从多 方面综合考虑，采用净跨460米中承式钢管砼拱桥。
（2）两端采用0—109型冷铸锚具，上下锚具分别有端头 防护板、防护罩和固化油脂，同时，吊杆外套哈氟管与锚具间 设置热缩塑料套连接。
（3）吊杆横梁处防护处理措施 为了避免大气、雨等进入锚头腐蚀钢丝，在横梁顶吊
杆外套钢管处设置了防水钢板，并将防水钢板与外套钢管 焊接，确保密闭。
（4）纵向限位装置设计 为了限制短吊杆因纵向变位而疲劳破坏，在肋间横撑的
锚碇采用锚索及桩组合的结构形式，扣点设计为锚梁， 支点在拱肋节点处。
6、提高稳定及动力特性的构造措施
由于本桥跨度大，桥梁宽度仅为19.5米，桥梁宽跨比仅 为1：26，为了提高桥梁横向稳定、动力特性，采取了以下 措施：
①将桥面梁设计为先简支后连续的结构体系； ②长吊杆和高立柱处，设计为吊杆、立柱与桥面梁固 接； ③短吊杆和矮立柱处，设计为吊杆、立柱与桥面梁四 氟滑板支座铰支。这样，借助桥面梁的抗扭刚度，提高桥梁 总体刚度。
10、钢结构防腐方案设计
用电弧喷涂铝镁合金长效防腐方案，寿命按30
年以上考虑。
金属表面处理等级3
涂层组合： 电弧喷涂铝镁 160μm
环氧封闭涂层（842） 二道（50μm）
丙稀酸聚氨脂面漆二道（源自0μm）（二）大跨钢管砼拱桥施工工艺设计
1、拱肋安装方案的确定
根据本桥位地形特点、河道运输条件、施工水位高低 及拱肋节段组成重量，经多种施工方案论证比选，采用无 支架缆索吊装工艺安装拱肋，是可行、风险小、经济的施 工方案。
7、吊杆横梁和桥面梁的构造设计
吊杆横梁和钢管砼拱肋上立柱横梁为预 应力砼Ⅰ形截面梁，便于就地预制和安装， 减轻自重，降低工程造价。
行车道梁为后连续的预应力砼“π”形梁，吊装就位后， 焊接连接梁肋上、下缘主钢筋，再现浇接头砼30厘米形成 连续梁。人行道梁也为先简支、后连续的“π”形连续。
8、确定了吊杆构造及耐久性设计 本桥免维修周期为30年，本桥结合自身 特点，全面考虑采用了多重体系设防相结 合的综合防护方案，同时，吊杆是可更换 的。 （1）吊杆采用109φ7毫米预应力环氧喷 涂钢丝，防腐体系为：镀锌层＋环氧层 （160）＋防腐脂＋聚乙稀护套（双层）+ 发泡聚氨脂+哈氟管组成。
2、扣、吊体系设计 本桥主拱安装扣挂系统和吊装系统和一。
3、扣塔构造设计
（1）扣塔设计 扣塔（吊塔）构造由钢管杆
件组成桁架塔柱。
（2）扣塔索鞍设计 由于扣索张拉体系张拉端设置在锚碇处，扣索必须
绕过扣塔顶，因此塔顶由型钢组拼成了扣索索鞍。
4、拱肋节段吊装程序设计 拱肋节段安装由两岸拱座向跨中逐段悬拼施工。节
拱肋节段安装采用内法兰临时，再用两块与弦管 外径项同的半圆弧板对接。为了顺利能准确定位，设 计采用了如下导向冲定销轴。
5、主拱圈安装方案总体设计
（1）扣塔及索鞍： 安装在两岸上，塔高约100米，塔距576米，以钢管砼
柱拼装组成，横向采用门柱式结构，便于起吊单元通过。 扣塔顶设置索鞍，便于扣索通过（扣索在尾端锚梁处张 拉）。 （2）锚碇、锚梁及扣点：
2、钢管砼拱圈主要参数设计 主要对以下参数进行优选： （1）截面径向高（拱顶为7.0米和8.0米，拱脚截面高为 13.0米和14.0米）； （2）拱轴系数（m ＝1.8、1.6、1.4、1.2、1.05）； （3）桁架节间距离（4米、6米、8米）； （4）不同弦管管径、不同腹杆布置形式； 比选后，采用了拱顶径向截面高7.0米，拱脚径向截面高 14.0米，桁架节间间距为6米，竖腹杆和径向腹杆组合使用，弦 管管径为1220毫米，腹管管径为610毫米，净矢跨比为1/3.8， 拱轴系数为1.55的拱圈设计参数。